低温结冰状态下桥面摩擦系数及其时变特性研究

路面结冰将明显降低车辆与道路之间的摩擦系数,是导致交通安全事故的重要原因之一,而桥面更容易出现结冰现象.已有研究主要针对环境温度等外界条件对路面结冰的影响与行车安全分级判断,缺乏结冰条件下桥面摩擦系数的定量研究.文章基于热传导定律模拟了桥面冰温变化,开展了时变温度下桥面结冰状态和摩擦系数研究,揭示了摩擦系数与车重、车速以及冰温之间的关系,给出了时变温度下考虑桥面结冰的摩擦系数变化过程,为桥梁行车安全研究提供了一定参考.结果表明:桥面冰温变化具有明显的滞后特性,桥面摩擦系数最低时发生在桥面冰温接近融点形成水膜;车速以及车载的增加会显著降低摩擦系数,当车速或者车重较小时摩擦热不足以使冰融化.